機(jī)械設(shè)計(jì)基礎(chǔ)課后習(xí)題包括第五

機(jī)械設(shè)計(jì)基礎(chǔ)（第五版）課后習(xí)題答案(完滿(mǎn)版)高等教育初版社楊可楨、程光蘊(yùn)、李仲生主編1-1至1-4解機(jī)構(gòu)運(yùn)動(dòng)簡(jiǎn)圖以以下列圖所示。圖1.11題1-1解圖圖1.12題1-2解圖圖1.13題1-3解圖圖1.14題1-4解圖1-5解1-6解1-7解1-8解1-9解1-10解1-11解1-12解1-13解該導(dǎo)桿機(jī)構(gòu)的全部瞬心以以下列圖，構(gòu)件1、3的角速比為：1-14解該正切機(jī)構(gòu)的全部瞬心以以下列圖，構(gòu)件3的速度為：，方向垂直向上。1-15解要求輪1與輪2的角速度之比，第一確定輪1、輪2和機(jī)架4三個(gè)構(gòu)件的三個(gè)瞬心，即，和，以以下列圖。則：，輪2與輪1的轉(zhuǎn)向相反。1-16解（1）圖a中的構(gòu)件組合的自由度為：自由度為零，為一剛性桁架，所以構(gòu)件之間不能夠產(chǎn)生相對(duì)運(yùn)動(dòng)。（2）圖b中的CD桿是虛拘束，去掉與否不影響機(jī)構(gòu)的運(yùn)動(dòng)。故圖b中機(jī)構(gòu)的自由度為：所以構(gòu)件之間能產(chǎn)生相對(duì)運(yùn)動(dòng)。題2-1答:a），且最短桿為機(jī)架，所以是雙曲柄機(jī)構(gòu)。b），且最短桿的鄰邊為機(jī)架，所以是曲柄搖桿機(jī)構(gòu)。c），不知足桿長(zhǎng)條件，所以是雙搖桿機(jī)構(gòu)。d），且最短桿的對(duì)邊為機(jī)架，所以是雙搖桿機(jī)構(gòu)。題2-2解:要想成為轉(zhuǎn)動(dòng)導(dǎo)桿機(jī)構(gòu)，則要求與均為周轉(zhuǎn)副。（1）當(dāng)為周轉(zhuǎn)副時(shí)，要求能經(jīng)過(guò)兩次與機(jī)架共線的地址。見(jiàn)圖2-15中地址和。在中，直角邊小于斜邊，故有：（極限情況取等號(hào)）；在中，直角邊小于斜邊，故有：（極限情況取等號(hào)）。綜合這二者，要求即可。（2）當(dāng)為周轉(zhuǎn)副時(shí)，要求能經(jīng)過(guò)兩次與機(jī)架共線的地址。見(jiàn)圖2-15中地址和。在地址時(shí)，從線段來(lái)看，要能繞過(guò)點(diǎn)要求：（極限情況取等號(hào)）；在地址時(shí)，由于導(dǎo)桿是無(wú)量長(zhǎng)的，故沒(méi)有過(guò)多條件限制。（3）綜合（1）、（2）兩點(diǎn)可知，圖示偏置導(dǎo)桿機(jī)組成為轉(zhuǎn)動(dòng)導(dǎo)桿機(jī)構(gòu)的條件是：題2-3見(jiàn)圖2.16。2.16題2-4解:（1）由公式，并帶入已知數(shù)據(jù)列方程有：所以空回行程所需時(shí)間；（2）由于曲柄空回行程用時(shí)，轉(zhuǎn)過(guò)的角度為，所以其轉(zhuǎn)速為：轉(zhuǎn)/分鐘2-5解:（1）由題意踏板在水平川點(diǎn)上下?lián)u動(dòng)，就是曲柄搖桿機(jī)構(gòu)中搖桿的極限地址，此時(shí)曲柄與連桿處于兩次共線地址。取合適比率圖尺，作出兩次極限地址和（見(jiàn)圖2.17）。由圖量得：，。解得：由已知和上步求解可知：，，，（2）因最小傳動(dòng)角位于曲柄與機(jī)架兩次共線地址，所以取和代入公式（2-3）計(jì)算可得：或：代入公式（2-3）′，可知2-6解：由于此題屬于設(shè)計(jì)題，只要步驟正確，答案不唯一。這里給出基本的作圖步驟，不給出詳盡數(shù)值答案。作圖步驟以下（見(jiàn)圖2.18）：（1）求，；并確定比率尺。（2）作，。（即搖桿的兩極限地址）（3）以為底作直角三角形，，。（4）作的外接圓，在圓上取點(diǎn)即可。在圖上量取，和機(jī)架長(zhǎng)度。則曲柄長(zhǎng)度，搖桿長(zhǎng)度。在獲取詳盡各桿數(shù)據(jù)此后，代入公式（2—3）和（2-3）′求最小傳動(dòng)角，能知足即可。2.182-72.19解:作圖步驟以下（見(jiàn)圖2.19）：（1）求，；并確定比率尺。（2）作，頂角，。（3）作的外接圓，則圓周上任一點(diǎn)都可能成為曲柄中心。（4）作一水平線，于相距，交圓周于點(diǎn)。（5）由圖量得，。解得：曲柄長(zhǎng)度：連桿長(zhǎng)度：2-8解:見(jiàn)圖2.20，作圖步驟以下：（1）。（2）取，選定，作和，。（3）定另一機(jī)架地址：角平分線，。（4），。桿即是曲柄，由圖量得題2-9解：見(jiàn)圖2.21

曲柄長(zhǎng)度：，作圖步驟以下：（1）求，，由此可知該機(jī)構(gòu)沒(méi)有急回特點(diǎn)。（2）選定比率尺，作，。（即搖桿的兩極限地址）（3）做，與交于點(diǎn)。（4）在圖上量取，和機(jī)架長(zhǎng)度。曲柄長(zhǎng)度：連桿長(zhǎng)度：題2-10解:見(jiàn)圖2.22。這是已知兩個(gè)活動(dòng)鉸鏈兩對(duì)地址設(shè)計(jì)四桿機(jī)構(gòu)，能夠用圓心法。連接，，作圖2.22的中垂線與交于點(diǎn)。爾后連接，，作的中垂線與交于點(diǎn)。圖中畫(huà)出了一個(gè)地址。從圖中量取各桿的長(zhǎng)度，獲?。?，，題2-11解:（1）以為中心，設(shè)連架桿長(zhǎng)度為，依照作出，，。（2）取連桿長(zhǎng)度，以，，為圓心，作弧。（3

）另作以

點(diǎn)為中心，

、

，

的另一連架桿的幾個(gè)地址，并作出不同樣半徑的好多同心圓弧。（4）進(jìn)行試湊，最后獲取結(jié)果以下：機(jī)構(gòu)運(yùn)動(dòng)簡(jiǎn)圖如圖2.23。

，

，

，

。題2-12解:將已知條件代入公式（2-10）可獲取方程組：聯(lián)立求解獲?。?，，。將該解代入公式（2-8）求解獲?。?，，，。又由于實(shí)質(zhì)，所以每個(gè)桿件應(yīng)放大的比率尺為：，故每個(gè)桿件的實(shí)質(zhì)長(zhǎng)度是：，，，。題2-13證明:見(jiàn)圖2.25。在上任取一點(diǎn)，下邊求證點(diǎn)的運(yùn)動(dòng)軌跡為一橢圓。見(jiàn)圖可知點(diǎn)將分為兩部分，其中，。又由圖可知，，二式平方相加得可見(jiàn)點(diǎn)的運(yùn)動(dòng)軌跡為一橢圓。3-1解3.10題3-1解圖如圖3.10所示，以O(shè)為圓心作圓并與導(dǎo)路相切，此即為偏距圓。過(guò)B點(diǎn)作偏距圓的下切線，此線為凸輪與從動(dòng)件在B點(diǎn)接觸時(shí)，導(dǎo)路的方向線。推程運(yùn)動(dòng)角以以下列圖。3-2解3.12題3-2解圖如圖

3.12所示，以

O為圓心作圓并與導(dǎo)路相切，此即為偏距圓。過(guò)

D點(diǎn)作偏距圓的下切線，此線為凸輪與從動(dòng)件在

D點(diǎn)接觸時(shí)，導(dǎo)路的方向線。凸輪與從動(dòng)件在

D點(diǎn)接觸時(shí)的壓力角

以以下列圖。3-3解：從動(dòng)件在推程及回程段運(yùn)動(dòng)規(guī)律的位移、速度以及加速度方程分別為：（1）推程：0°≤≤150°（2）回程：等加速段0°≤≤60°等減速段60°≤≤120°為了計(jì)算從動(dòng)件速度和加速度，設(shè)。計(jì)算各分點(diǎn)的位移、速度以及加速度值以下：總轉(zhuǎn)角0°15°30°45°60°75°90°105°位移(mm)00.7342.8656.18310.3651519.63523.817速度(mm/s)019.41636.93150.83259.75762.83259.75750.832加速度（mm/s65.79762.57753.23138.67520.3330-20.333-38.6752）總轉(zhuǎn)角120°135°150°165°180°195°210°225°位移(mm)27.13529.26630303029.06626.25021.563速度(mm/s)36.93219.416000-25-50-75加速度（mm/s-53.231-62.577-65.7970-83.333-83.333-83.333-83.333）總轉(zhuǎn)角240°255°270°285°300°315°330°345°位移(mm)158.4383.750.9380000速度(mm/s)-100-75-50-250000加速度（mm/s-83.333-83.33383.33383.33383.333000）依照上表作圖以下（注：為了圖形大小協(xié)調(diào)，將位移曲線沿縱軸放大了5倍。）：3-13題3-3解圖3-4解：圖3-14題3-4圖依照3-3題解作圖如圖3-15所示。依照(3.1)式可知，取最大，同時(shí)s2取最小時(shí)，凸輪機(jī)構(gòu)的壓力角最大。從圖3-15可知，這點(diǎn)可能在推程段的開(kāi)始處或在推程的中點(diǎn)處。由圖量得在推程的開(kāi)始處凸輪機(jī)構(gòu)的壓力角最大，此時(shí)＜[]=30°。3-15題3-4解圖3-5解：（1）計(jì)算從動(dòng)件的位移并對(duì)凸輪轉(zhuǎn)角求導(dǎo)當(dāng)凸輪轉(zhuǎn)角在0≤≤過(guò)程中，從動(dòng)件按簡(jiǎn)諧運(yùn)動(dòng)規(guī)律上升h=30mm。依照教材(3-7)式可得：0≤≤0≤≤當(dāng)凸輪轉(zhuǎn)角在≤≤過(guò)程中，從動(dòng)件遠(yuǎn)休。S2=50≤≤≤≤當(dāng)凸輪轉(zhuǎn)角在≤≤過(guò)程中，從動(dòng)件按等加速度運(yùn)動(dòng)規(guī)律下降到升程的一半。依照教材(3-5)式可得：≤≤≤≤當(dāng)凸輪轉(zhuǎn)角在≤≤過(guò)程中，從動(dòng)件按等減速度運(yùn)動(dòng)規(guī)律下降到初步地址。根據(jù)教材(3-6)式可得：≤≤≤≤當(dāng)凸輪轉(zhuǎn)角在≤≤過(guò)程中，從動(dòng)件近休。S2=50≤≤≤≤（2）計(jì)算凸輪的理論輪廓和實(shí)質(zhì)輪廓此題的計(jì)算簡(jiǎn)圖及坐標(biāo)系如圖3-16所示，由圖可知，凸輪理論輪廓上B點(diǎn)(即滾子中心)的直角坐標(biāo)為3-16式中。由圖3-16可知，凸輪實(shí)質(zhì)輪廓的方程即B′點(diǎn)的坐標(biāo)方程式為由于所以故由上述公式可得理論輪廓曲線和實(shí)質(zhì)輪廓的直角坐標(biāo)，計(jì)算結(jié)果以下表，凸輪廓線如圖3-17所示。x′y′x′y′0°49.3018.333180°-79.223-8.88510°47.42116.843190°-76.070-22.42120°44.66825.185200°-69.858-34.84030°40.94333.381210°-60.965-45.36940°36.08941.370220°-49.964-53.35650°29.93448.985230°-37.588-58.31260°22.34755.943240°-24.684-59.94970°13.28461.868250°-12.409-59.00280°2.82966.326260°-1.394-56.56690°-8.77868.871270°8.392-53.041100°-21.13969.110280°17.074-48.740110°-33.71466.760290°24.833-43.870120°-45.86261.695300°31.867-38.529130°-56.89553.985310°38.074-32.410140°-66.15143.904320°43.123-25.306150°-73.05231.917330°46.862-17.433160°-77.48418.746340°49.178-9.031170°-79.5625.007350°49.999-0.354180°-79.223-8.885360°49.3018.3333-17題3-5解圖3-6解：圖3-18題3-6圖從動(dòng)件在推程及回程段運(yùn)動(dòng)規(guī)律的角位移方程為：1.推程：0°≤≤150°2.回程：0°≤≤120°計(jì)算各分點(diǎn)的位移值以下：總轉(zhuǎn)角（°）0153045607590105角位移（°）00.3671.4323.0925.1827.59.81811.908總轉(zhuǎn)角（°）120135150165180195210225角位移（°）13.56814.63315151514.42912.8030.370總轉(zhuǎn)角（°）240255270285300315330345角位移（°）7.54.6302.1970.5710000依照上表作圖以下：3-19題3-6解圖3-7解：從動(dòng)件在推程及回程段運(yùn)動(dòng)規(guī)律的位移方程為：1.推程：0°≤≤120°2.回程：0°≤≤120°計(jì)算各分點(diǎn)的位移值以下：總轉(zhuǎn)角（°）0153045607590105位移（mm）00.7612.9296.1731013.82717.07119.239總轉(zhuǎn)角（°）120135150165180195210225位移（mm）20202019.23917.07113.827106.173總轉(zhuǎn)角（°）240255270285300315330345位移（mm）2.9290.7610000003-20題3-7解圖4.5課后習(xí)題詳解4-1解分度圓直徑齒頂高齒根高頂隙中心距齒頂圓直徑齒根圓直徑基圓直徑齒距齒厚、齒槽寬4-2解由可得模數(shù)分度圓直徑4-3解由得4-4解分度圓半徑分度圓上漸開(kāi)線齒廓的曲率半徑分度圓上漸開(kāi)線齒廓的壓力角基圓半徑基圓上漸開(kāi)線齒廓的曲率半徑為0；壓力角為。齒頂圓半徑齒頂圓上漸開(kāi)線齒廓的曲率半徑齒頂圓上漸開(kāi)線齒廓的壓力角4-5解正常齒制漸開(kāi)線標(biāo)準(zhǔn)直齒圓柱齒輪的齒根圓直徑：基圓直徑假設(shè)章解得故當(dāng)齒數(shù)時(shí)，正常齒制漸開(kāi)線標(biāo)準(zhǔn)直齒圓柱齒輪的基圓大于齒根圓；齒數(shù)，基圓小于齒根圓。4-6解中心距內(nèi)齒輪分度圓直徑內(nèi)齒輪齒頂圓直徑內(nèi)齒輪齒根圓直徑4-7證明用齒條刀具加工標(biāo)準(zhǔn)漸開(kāi)線直齒圓柱齒輪，不發(fā)生根切的臨界地址是極限點(diǎn)正幸好刀具的頂線上。此時(shí)相關(guān)系：、，代入上式正常齒制標(biāo)準(zhǔn)齒輪短齒制標(biāo)準(zhǔn)齒輪

、，代入上式圖4.7題4-7解圖4-8證明以以下列圖，、兩點(diǎn)為卡腳與漸開(kāi)線齒廓的切點(diǎn)，則線段開(kāi)線的特點(diǎn)：漸開(kāi)線的法線必與基圓相切，切點(diǎn)為。

即為漸開(kāi)線的法線。依照漸再依照漸開(kāi)線的特點(diǎn)：發(fā)生線沿基圓滾過(guò)的長(zhǎng)度，等于基圓上被滾過(guò)的弧長(zhǎng)，可知：AC對(duì)于任一漸開(kāi)線齒輪，基圓齒厚與基圓齒距均為定值，卡尺的地址不影響測(cè)量結(jié)果。圖4.8題4-8圖圖4.9題4-8解圖4-9解模數(shù)相等、壓力角相等的兩個(gè)齒輪，分度圓齒厚相等。但是齒數(shù)多的齒輪分度圓直徑大，所以基圓直徑就大。依照漸開(kāi)線的性質(zhì)，漸開(kāi)線的形狀取決于基圓的大小，基圓小,則漸開(kāi)線曲率,基圓大，則漸開(kāi)線越趨于平直。所以，齒數(shù)多的齒輪與齒數(shù)少的齒輪對(duì)照，齒頂圓齒厚和齒根圓齒厚均為大值。4-10解切制變位齒輪與切制標(biāo)準(zhǔn)齒輪用同一把刀具，可是刀具的地址不同樣。所以，它們的模數(shù)、壓力角、齒距均分別與刀具同樣，進(jìn)而變位齒輪與標(biāo)準(zhǔn)齒輪的分度圓直徑和基圓直徑也同樣。故參數(shù)、、、不變。變位齒輪分度圓不變，但正變位齒輪的齒頂圓和齒根圓增大，且齒厚增大、齒槽寬變窄。所以、、變大，變小。嚙合角與節(jié)圓直徑是一對(duì)齒輪嚙合傳動(dòng)的范圍。4-11解因螺旋角端面模數(shù)端面壓力角當(dāng)量齒數(shù)分度圓直徑齒頂圓直徑齒根圓直徑4-12解（1）若采用標(biāo)準(zhǔn)直齒圓柱齒輪，則標(biāo)準(zhǔn)中心距應(yīng)說(shuō)明采用標(biāo)準(zhǔn)直齒圓柱齒輪傳動(dòng)時(shí)，實(shí)質(zhì)中心距大于標(biāo)準(zhǔn)中心距，齒輪傳動(dòng)有齒側(cè)縫隙，傳動(dòng)不連續(xù)、傳動(dòng)精度低，產(chǎn)生振動(dòng)和噪聲。2）采用標(biāo)準(zhǔn)斜齒圓柱齒輪傳動(dòng)時(shí)，因螺旋角分度圓直徑節(jié)圓與分度圓重合，4-13解4-14解分度圓錐角分度圓直徑齒頂圓直徑齒根圓直徑外錐距齒頂角、齒根角頂錐角根錐角當(dāng)量齒數(shù)4-15答：一對(duì)直齒圓柱齒輪正確嚙合的條件是：兩齒輪的模數(shù)和壓力角必定分別相等，即、。一對(duì)斜齒圓柱齒輪正確嚙合的條件是：兩齒輪的模數(shù)和壓力角分別相等，螺旋角大小相等、方向相反（外嚙合），即、、。一對(duì)直齒圓錐齒輪正確嚙合的條件是：兩齒輪的大端模數(shù)和壓力角分別相等，即、。5-1解：蝸輪2和蝸輪3的轉(zhuǎn)向如圖粗箭頭所示，即和。圖5.5圖5.65-2解：這是一個(gè)定軸輪系，依題意有：齒條6的線速度和齒輪5′分度圓上的線速度相等；而齒輪5′的轉(zhuǎn)速和齒輪5的轉(zhuǎn)速相等，因此有：經(jīng)過(guò)箭頭法判斷獲取齒輪5′的轉(zhuǎn)向順時(shí)針，齒條6方向水平向右。5-3解：秒針到分針的傳達(dá)路線為：6→5→4→3，齒輪3上帶著分針，齒輪6上帶著秒針，所以有：。分針到時(shí)針的傳達(dá)路線為：9→10→11→12，齒輪9上帶著分針，齒輪12上帶著時(shí)針，所以有：。圖5.7圖5.85-4解：從圖上剖析這是一個(gè)周轉(zhuǎn)輪系，其中齒輪1、3為中心輪，齒輪2為行星輪，構(gòu)件為行星架。則有：∵∴∴當(dāng)手柄轉(zhuǎn)過(guò)5-5解：

，即時(shí)，轉(zhuǎn)盤(pán)轉(zhuǎn)過(guò)的角度這是一個(gè)周轉(zhuǎn)輪系，其中齒輪1、3為中心輪，齒輪

2、

，方向與手柄方向同樣。2′為行星輪，構(gòu)件為行星架。則有：∵，∴∴傳動(dòng)比為10，構(gòu)件與的轉(zhuǎn)向同樣。圖5.9圖5.105-6解：這是一個(gè)周轉(zhuǎn)輪系，其中齒輪1為中心輪，齒輪2為行星輪，構(gòu)件為行星架。則有：∵，，∵∴∴5-7解：這是由四組完滿(mǎn)同樣的周轉(zhuǎn)輪系組成的輪系，所以只要要計(jì)算一組即可。取其中一組作分析，齒輪4、3為中心輪，齒輪2為行星輪，構(gòu)件1為行星架。這里行星輪2是惰輪，所以它的齒數(shù)與傳動(dòng)比大小沒(méi)關(guān)，能夠自由采用。（1）由圖知（2）又挖叉固定在齒輪上，要使其向來(lái)保持必然的方向應(yīng)有：（3）聯(lián)立（1）、（2）、（3）式得：圖5.11圖5.125-8解：這是一個(gè)周轉(zhuǎn)輪系，其中齒輪1、3為中心輪，齒輪2、2′為行星輪，為行星架?！撸唷嗯c方向同樣5-9解：這是一個(gè)周轉(zhuǎn)輪系，其中齒輪1、3為中心輪，齒輪2、2′為行星輪，為行星架?！咴O(shè)齒輪1方向?yàn)檎?，則，∴∴與方向同樣圖5.13圖5.145-10解：這是一個(gè)混雜輪系。其中齒輪1、2、2′3、組成周轉(zhuǎn)輪系，其中齒輪1、3為中心輪，齒輪2、2′為行星輪，為行星架。而齒輪4和行星架組成定軸輪系。在周轉(zhuǎn)輪系中：（1）在定軸輪系中：（2）又由于：（3）聯(lián)立（1）、（2）、（3）式可得：5-11解：這是一個(gè)混雜輪系。其中齒輪4、5、6、7和由齒輪3引出的桿件組成周轉(zhuǎn)輪系，其中齒輪4、7為中心輪，齒輪5、6為行星輪，齒輪3引出的桿件為行星架。而齒輪1、2、3組成定軸輪系。在周轉(zhuǎn)輪系中：（1）在定軸輪系中：（2）又由于：，聯(lián)立（1）、（2）、（3）式可得：（1）當(dāng)，時(shí)，，的轉(zhuǎn)向與齒輪1和4的轉(zhuǎn)向同樣。（2）當(dāng)時(shí)，（3）當(dāng)，時(shí)，，的轉(zhuǎn)向與齒輪1和4的轉(zhuǎn)向相反。圖5.15圖5.165-12解：這是一個(gè)混雜輪系。其中齒輪4、5、6和構(gòu)件組成周轉(zhuǎn)輪系，其中齒輪4、6為中心輪，齒輪5為行星輪，是行星架。齒輪1、2、3組成定軸輪系。在周轉(zhuǎn)輪系中：（1）在定軸輪系中：（2）又由于：，（3）聯(lián)立（1）、（2）、（3）式可得：即齒輪1和構(gòu)件的轉(zhuǎn)向相反。5-13解：這是一個(gè)混雜輪系。齒輪1、2、3、4組成周轉(zhuǎn)輪系，其中齒輪1、3為中心輪，齒輪2為行星輪，齒輪4是行星架。齒輪4、5組成定軸輪系。在周轉(zhuǎn)輪系中：，∴（1）在圖5.17中，當(dāng)車(chē)身繞瞬時(shí)展轉(zhuǎn)中心轉(zhuǎn)動(dòng)時(shí)，左右兩輪走過(guò)的弧長(zhǎng)與它們至點(diǎn)的距離成正比，即：（2）聯(lián)立（1）、（2）兩式獲?。?，（3）在定軸輪系中：則當(dāng)：時(shí)，代入（3）式，可知汽車(chē)左右輪子的速度分別為，5-14解：這是一個(gè)混雜輪系。齒輪3、4、4′、5和行星架組成周轉(zhuǎn)輪系，其中齒輪3、5為中心輪，齒輪4、4′為行星輪。齒輪1、2組成定軸輪系。在周轉(zhuǎn)輪系中：（1）在定軸輪系中：（2）又由于：，，（3）依題意，指針轉(zhuǎn)一圈即（4）此時(shí)輪子走了一公里，即（5）聯(lián)立（1）、（2）、（3）、（4）、（5）可求得圖5.18圖5.195-15解：這個(gè)起重機(jī)系統(tǒng)能夠分解為3個(gè)輪系：由齒輪3′、4組成的定軸輪系；由蝸輪蝸桿1′和5組成的定軸輪系；以及由齒輪1、2、2′、3和構(gòu)件組成的周轉(zhuǎn)輪系，其中齒輪1、3是中心輪，齒輪4、2′為行星輪，構(gòu)件是行星架。一般工作情況時(shí)由于蝸桿5不動(dòng)，所以蝸輪也不動(dòng)，即（1）在周轉(zhuǎn)輪系中：（2）在定軸齒輪輪系中：（3）又由于：，，（4）聯(lián)立式（1）、（2）、（3）、（4）可解得：。當(dāng)慢速吊重時(shí)，電機(jī)剎住，即，此時(shí)是平面定軸輪系，故有：5-16解：由幾何關(guān)系有：又由于相嚙合的齒輪模數(shù)要相等，所以有上式能夠獲?。汗市行禽喌凝X數(shù)：圖5.20圖5.215-17解：欲采用圖示的大傳動(dòng)比行星齒輪，則應(yīng)有下邊關(guān)系成立：（1）（2）（3）又由于齒輪1與齒輪3共軸線，設(shè)齒輪1、2的模數(shù)為，齒輪2′、3的模數(shù)為，則有：（4）聯(lián)立（1）、（2）、（3）、（4）式可得（5）當(dāng)時(shí)，（5）式可獲取最大值1.0606；當(dāng)時(shí)，（5）式湊近1，但不能能取到1。所以的取值范圍是（1，1.06）。而標(biāo)準(zhǔn)直齒圓柱齒輪的模數(shù)比是大于1.07的，所以，圖示的大傳動(dòng)比行星齒輪不能能兩對(duì)都采用直齒標(biāo)準(zhǔn)齒輪傳動(dòng)，最稀有一對(duì)是采用變位齒輪。5-18解：這個(gè)輪系由幾個(gè)部分組成，蝸輪蝸桿1、2組成一個(gè)定軸輪系；蝸輪蝸桿5、4′組成一個(gè)定軸輪系；齒輪1′、5′組成一個(gè)定軸輪系，齒輪4、3、3′、2′組成周轉(zhuǎn)輪系，其中齒輪2′、4是中心輪，齒輪3、3′為行星輪，構(gòu)件是行星架。在周轉(zhuǎn)輪系中：（1）在蝸輪蝸桿1、2中：（2）在蝸輪蝸桿5、4′中：（3）在齒輪1′、5′中：（4）又由于：，，，（5）聯(lián)立式（1）、（2）、（3）、（4）、（5）式可解得：，即。5-19解：這個(gè)輪系由幾個(gè)部分組成，齒輪1、2、5′、組成一個(gè)周轉(zhuǎn)輪系，齒輪1、2、2′、3、組成周轉(zhuǎn)輪系，齒輪3′、4、5組成定軸輪系。在齒輪1、2、5′、組成的周轉(zhuǎn)輪系中：由幾何條件剖析獲?。海瑒t（1）在齒輪1、2、2′、3、組成的周轉(zhuǎn)輪系中：由幾何條件剖析獲?。?，則（2）在齒輪3′、4、5組成的定軸輪系中：3）又由于：，（4）聯(lián)立式（1）、（2）、（3）、（4）式可解得：6-1解頂圓直徑齒高齒頂厚齒槽夾角棘爪長(zhǎng)度6.1題6-1解圖6-2解拔盤(pán)轉(zhuǎn)每轉(zhuǎn)時(shí)間槽輪機(jī)構(gòu)的運(yùn)動(dòng)特點(diǎn)系數(shù)槽輪的運(yùn)動(dòng)時(shí)間槽輪的靜止時(shí)間6-3解槽輪機(jī)構(gòu)的運(yùn)動(dòng)特點(diǎn)系數(shù)因：所以6-4解要保證則槽輪機(jī)構(gòu)的運(yùn)動(dòng)特點(diǎn)系數(shù)應(yīng)為因得，則槽數(shù)和拔盤(pán)的圓銷(xiāo)數(shù)之間的關(guān)系應(yīng)為：由此合適取槽數(shù)～8時(shí)，知足運(yùn)動(dòng)時(shí)間等于停留時(shí)間的組合只有一種：，。6-5解：結(jié)構(gòu)、運(yùn)動(dòng)及動(dòng)力性機(jī)構(gòu)種類(lèi)

工作特點(diǎn)

適用途合能結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單、加工方

適用于低速、

轉(zhuǎn)角不搖桿的往來(lái)?yè)u動(dòng)變成棘輪的單棘輪機(jī)構(gòu)

便，運(yùn)動(dòng)可靠，但沖擊、

大場(chǎng)合，如轉(zhuǎn)位、分度以向間歇轉(zhuǎn)動(dòng)噪音大，運(yùn)動(dòng)精度低

及超越等。結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，效率高，撥盤(pán)的連續(xù)轉(zhuǎn)動(dòng)變成槽輪的間

用于轉(zhuǎn)速不高的輕槽輪機(jī)構(gòu)

傳動(dòng)較平穩(wěn)，但有柔性沖歇轉(zhuǎn)動(dòng)

工機(jī)械中擊輪機(jī)構(gòu)

不完滿(mǎn)齒

從動(dòng)輪的運(yùn)動(dòng)時(shí)間和靜止時(shí)間的比率可在較大范圍內(nèi)變化

需專(zhuān)用設(shè)備加工，較大沖擊

適用于擁有特別要求的專(zhuān)用機(jī)械中運(yùn)轉(zhuǎn)平穩(wěn)、

定位精度凸輪式間

只要合適設(shè)計(jì)出凸輪的輪廓，

可用于載荷較大的高，動(dòng)荷小，但結(jié)構(gòu)較復(fù)歇運(yùn)動(dòng)機(jī)構(gòu)

就能獲取預(yù)期的運(yùn)動(dòng)規(guī)律。

場(chǎng)合雜7-1解：（1）先求解該圖功的比率尺。（2）求最大盈虧功。依照?qǐng)D7.5做能量指示圖。將和曲線的交點(diǎn)注明，“+”號(hào)或“-”，，，，，，，。將各區(qū)間所圍的面積分為盈功和虧功，并注明號(hào)，爾后依照各自區(qū)間盈虧功的數(shù)值大小按比率作出能量指示圖（圖7.6）以下：第一自向上做，表示區(qū)間的盈功；其次作向下表示區(qū)間的虧功；依次類(lèi)推，直到畫(huà)完最后一個(gè)封閉矢量。由圖知該機(jī)械系統(tǒng)在區(qū)間出現(xiàn)最大盈虧功，其絕對(duì)值為：3）求飛輪的轉(zhuǎn)動(dòng)慣量曲軸的平均角速度：；系統(tǒng)的運(yùn)轉(zhuǎn)不平均系數(shù)：；則飛輪的轉(zhuǎn)動(dòng)慣量：圖7.5圖7.67-2圖7.7圖7.8。由于給定為常數(shù)，所以為一水平直線。在一個(gè)運(yùn)動(dòng)循環(huán)中，驅(qū)解：（1）驅(qū)動(dòng)力矩動(dòng)力矩所作的功為，它相當(dāng)于一個(gè)運(yùn)動(dòng)循環(huán)所作的功，即：所以求得：（2）求最大盈虧功。依照?qǐng)D7.7做能量指示圖。將和曲線的交點(diǎn)注明，，，。將各區(qū)間所圍的面積分為盈功和虧功，并注明“+”號(hào)或“-”號(hào)，爾后依照各自區(qū)間盈虧功的數(shù)值大小按比率作出能量指示圖（圖7.8）以下：第一自向上做，表示區(qū)間的盈功；其次作向下表示區(qū)間的虧功；爾后作向上表示區(qū)間的盈功，至此應(yīng)形成一個(gè)封閉區(qū)間。由圖知該機(jī)械系統(tǒng)在區(qū)間出現(xiàn)最大盈虧功。欲求，先求圖7.7中的長(zhǎng)度。如圖將圖中線1和線2延長(zhǎng)交于點(diǎn)，那么在中，相當(dāng)于該三角形的中位線，可知。又在中，，所以有：，則依照所求數(shù)據(jù)作出能量指示圖，見(jiàn)圖7.8，可知最大盈虧功出現(xiàn)在段，則。（3）求飛輪的轉(zhuǎn)動(dòng)慣量和質(zhì)量。7-3解：原來(lái)安裝飛輪的軸的轉(zhuǎn)速為，現(xiàn)在電動(dòng)機(jī)的轉(zhuǎn)速為，則若將飛輪安裝在電動(dòng)機(jī)軸上，飛輪的轉(zhuǎn)動(dòng)慣量為：7-4解：（1）求安裝在主軸上飛輪的轉(zhuǎn)動(dòng)慣量。先求最大盈虧功。由于是最大動(dòng)能與最小動(dòng)能之差，依題意，在經(jīng)過(guò)軋輥前系統(tǒng)動(dòng)能達(dá)到最大，經(jīng)過(guò)軋輥后系統(tǒng)動(dòng)能達(dá)到最小，所以：則飛輪的轉(zhuǎn)動(dòng)慣量：（2）求飛輪的最大轉(zhuǎn)速和最小轉(zhuǎn)速。（3）由于一個(gè)周期內(nèi)輸入功和和輸出功相等，設(shè)一個(gè)周期時(shí)間為，則：，所以有：。7-5解：圖7.9一個(gè)周期驅(qū)動(dòng)力矩所作的功為：一個(gè)周期阻力矩所作的功為：又時(shí)段內(nèi)驅(qū)動(dòng)力矩所做的功為：所以最大盈虧功為：機(jī)組的平均角速度為：機(jī)組運(yùn)轉(zhuǎn)不平均系數(shù)為：故飛輪的轉(zhuǎn)動(dòng)慣量為：7-6答：本書(shū)介紹的飛輪設(shè)計(jì)方法，沒(méi)有考慮飛輪以外其他構(gòu)件動(dòng)能的變化，而實(shí)質(zhì)上其他構(gòu)件都有質(zhì)量，它們的速度和動(dòng)能也在不斷變化，所以是近似的。7-7解：圖7.10圖7.11由圖見(jiàn)一個(gè)運(yùn)動(dòng)循環(huán)的力矩圖有四個(gè)重復(fù)圖示，所以，能夠以一個(gè)周期只有來(lái)計(jì)算。（1）求驅(qū)動(dòng)力矩。一個(gè)周期內(nèi)驅(qū)動(dòng)力矩功和阻力矩功相等，又依題意驅(qū)動(dòng)力矩為常數(shù)，故有，（2）求最大盈虧功。依照?qǐng)D7.10做能量指示圖。將，，。將各區(qū)間所圍的面積分為盈功和虧功，并注明的數(shù)值大小按比率作出能量指示圖（圖7.11）以下：第一自；其次作向下表示

和曲線的交點(diǎn)注明“+”號(hào)或“-”號(hào)，爾后依照各自區(qū)間盈虧功向上做，表示區(qū)間的盈功，區(qū)間的虧功，

，

；爾后作向上表示區(qū)間的盈功，至此應(yīng)形成一個(gè)封閉區(qū)間，知該機(jī)械系統(tǒng)在區(qū)間出現(xiàn)最大盈虧功。（3）求飛輪的轉(zhuǎn)動(dòng)慣量。

。由圖（4）求飛輪的質(zhì)量。由課本公式7-8：得：7-8解：圖7.12圖7.13（1）求驅(qū)動(dòng)力矩。一個(gè)周期內(nèi)驅(qū)動(dòng)力矩功和阻力矩功相等，又依題意驅(qū)動(dòng)力矩為常數(shù)，故有：，（2）求最大盈虧功。依照?qǐng)D7.12做能量指示圖。將和曲線的交點(diǎn)注明，，，，。將各區(qū)間所圍的面積分為盈功和虧功，并注明“+”號(hào)或“-”號(hào)，爾后依照各自區(qū)間盈虧功的數(shù)值大小按比率作出能量指示圖（圖7.13）以下：第一自向下做，表示區(qū)間的虧功，；其次作向上表示區(qū)間的盈功，；爾后作向下表示區(qū)間的虧功，；作向上表示區(qū)間的盈功，至此應(yīng)形成一個(gè)封閉區(qū)間，。由圖知該機(jī)械系統(tǒng)在區(qū)間出現(xiàn)最大盈虧功。（3）求飛輪的轉(zhuǎn)動(dòng)慣量。7-9答：機(jī)械有規(guī)律的，周期性的速度變化稱(chēng)為周期性速度顛簸。系統(tǒng)速度顛簸是隨機(jī)的、不規(guī)則的，沒(méi)有必然周期的稱(chēng)為非周期性速度顛簸。調(diào)治周期性速度顛簸的常用方法是在機(jī)械中加上轉(zhuǎn)動(dòng)慣量很大的展轉(zhuǎn)件——飛輪。非周期性速度顛簸常用調(diào)速器調(diào)治。經(jīng)過(guò)調(diào)治后只能使主軸的速度顛簸得以減小，而不能完整除掉。7-10解：圖7.14圖7.15（1）先求阻力矩。由于阻力矩為常數(shù)，故有，再求發(fā)動(dòng)機(jī)平均功率。一個(gè)周期內(nèi)輸出功為；一個(gè)周期所用的時(shí)間為：；所以發(fā)動(dòng)機(jī)的平均功率為：。（2）第一求最大盈虧功。依照?qǐng)D7.14做能量指示圖。將和曲線的交點(diǎn)注明，，，，。將各區(qū)間所圍的面積分為盈功和虧功，并注明“+”號(hào)或“-”號(hào)，爾后依照各自區(qū)間盈虧功的數(shù)值大小按比率作出能量指示圖（圖7.15）以下：第一自向下做，表示區(qū)間的虧功；其次作向上表示區(qū)間的盈功；爾后向下表示區(qū)間的虧功，至此應(yīng)形成一個(gè)封閉區(qū)間。欲求，先求圖7.15中的長(zhǎng)度。由圖知，所以有：，則依照所求數(shù)據(jù)作出能量指示圖，見(jiàn)圖7.15，可知最大盈虧功出現(xiàn)在段，則。則求飛輪的轉(zhuǎn)動(dòng)慣量為（3）若將飛輪轉(zhuǎn)動(dòng)慣量減小，而保持原值，可將飛輪安裝在速度較高一點(diǎn)的軸上，設(shè)該軸的轉(zhuǎn)速為，則有：，∴8-1解：依題意該轉(zhuǎn)子的離心力大小為該轉(zhuǎn)子自己的重量為則，即該轉(zhuǎn)子的離心力是其自己重量的倍。8-2答：方法以下：1）將轉(zhuǎn)子放在靜平衡架上，待其靜止，這時(shí)不平衡轉(zhuǎn)子的質(zhì)心必湊近于過(guò)軸心的垂線下方；2）將轉(zhuǎn)子順時(shí)針轉(zhuǎn)過(guò)一個(gè)小角度，爾后松開(kāi)，轉(zhuǎn)子遲緩回?cái)[。靜止后，在轉(zhuǎn)子上畫(huà)過(guò)軸心的鉛垂線；（3）將轉(zhuǎn)子逆時(shí)針轉(zhuǎn)過(guò)一個(gè)小角度，爾后松開(kāi)，轉(zhuǎn)子遲緩回?cái)[。靜止后畫(huà)過(guò)軸心的鉛垂線2；（4）做線1和2的角均分線，重心就在這條直線上。8-3答：（1）兩種振動(dòng)產(chǎn)生的原因剖析：主軸周期性速度顛簸是由于碰到周期性外力，使輸入功和輸出功之差形成周期性動(dòng)能的增減，進(jìn)而使主軸表現(xiàn)周期性速度顛簸，這種顛簸在運(yùn)動(dòng)副中產(chǎn)生變化的附加作用力，使得機(jī)座產(chǎn)生振動(dòng)。而展轉(zhuǎn)體不平衡產(chǎn)生的振動(dòng)是由于展轉(zhuǎn)體上的獨(dú)愛(ài)質(zhì)量，在展轉(zhuǎn)時(shí)產(chǎn)生方向不斷變化的離心力所產(chǎn)生的。（2）從理論上來(lái)說(shuō)，這兩種振動(dòng)都能夠除掉。對(duì)于周期性速度顛簸，只要使輸入功和輸出功時(shí)時(shí)相等，就能保證機(jī)械運(yùn)轉(zhuǎn)的不平均系數(shù)為零，完整除掉速度顛簸，進(jìn)而完整除掉這種機(jī)座振動(dòng)。對(duì)于展轉(zhuǎn)體不平衡使機(jī)座產(chǎn)生的振動(dòng)，只要知足靜或動(dòng)平衡原理，也能夠除掉的。（3）從實(shí)踐上說(shuō)，周期性速度顛簸使機(jī)座產(chǎn)生的振動(dòng)是不能夠完整除掉的。由于實(shí)質(zhì)中不能能使輸入功和輸出功時(shí)時(shí)相等，同時(shí)若是用飛輪也只能減小速度顛簸，而不能夠完整除掉速度顛簸。所以這種振動(dòng)只能減小而不能夠完整除掉。對(duì)于展轉(zhuǎn)體不平衡產(chǎn)生的振動(dòng)在實(shí)踐上是能夠除掉的。對(duì)于軸向尺寸很小的轉(zhuǎn)子，用靜平衡原理，在靜平衡機(jī)上實(shí)驗(yàn)，增加或減去平衡質(zhì)量，最后保證全部獨(dú)愛(ài)質(zhì)量的離心力矢量和為零即可。對(duì)于軸向尺寸較大的轉(zhuǎn)子，用動(dòng)平衡原理，在動(dòng)平衡機(jī)上，用雙面平衡法，保證兩個(gè)平衡基面上全部獨(dú)愛(ài)質(zhì)量的離心力食量和為零即可。8-4圖8.7解：已知的不平衡質(zhì)徑積為。設(shè)方向的質(zhì)徑積為，方向的質(zhì)徑積為，它們的方向沿著各自的向徑指向圓外。用作圖法求解，取，作圖8.7所示。由靜平衡條件得：由圖8-7量得，。8-5圖8.9解：先求出各不平衡質(zhì)徑積的大小：方向沿著各自的向徑指向外面。用作圖法求解，取，作圖8.9所示。由靜平衡條件得：由圖8.9量得，方向與水平夾角為。8-68.11解：（1）求質(zhì)心偏移實(shí)質(zhì)就是求靜平衡時(shí)的平衡向靜，所以能夠依照靜平衡條件考慮這個(gè)問(wèn)題。先求出各不平衡質(zhì)徑積的大?。悍较蜓刂髯缘南驈街赶蛲饷?。用作圖法求解，取，作圖8.11（a）所示。由靜平衡條件得：，偏移的方由圖量得，則質(zhì)心偏移的距離為向就是平衡質(zhì)徑積的方向，與水平夾角為。2）求左右支反力實(shí)質(zhì)上就是求動(dòng)平衡時(shí)在左右支點(diǎn)所在平面所需要的平衡力。先把不平衡質(zhì)量在兩支承所在平面上分解。左支承：；右支承：；則在兩個(gè)支承所在平面上的質(zhì)徑積的大小分別為：左支承：；右支承：；方向沿著各自的向徑指向外面。用作圖法求解，取，作圖8.11（b）（c）所示。由動(dòng)平衡條件得：左支承：，量得，則支反力大小為右支承：，量得，則支反力大小為8-7圖8.13解：（1）先把不平衡質(zhì)量在兩平衡基面Ⅰ和Ⅱ上分解?；姊瘢夯姊颍簞t在兩個(gè)基面上的質(zhì)徑積分別為：基面Ⅰ：，方向垂直向下?；姊颍海较虼怪毕蛏?。用作圖法求解，取，作圖8.13（a）（b）所示。由動(dòng)平衡條件得：基面Ⅰ：，平衡質(zhì)徑積，方向垂直向上?；姊颍海胶赓|(zhì)徑積，方向垂直向下。8-8圖8.14解：先把不平衡質(zhì)量在兩平衡基面和上分解?；妫夯妫簞t在兩個(gè)基面上的質(zhì)徑積分別為：基面：圖8.15基面：用作圖法求解，取，作圖8.15（a）（b）所示。由動(dòng)平衡條件得：和由圖上量?。?，方向如圖8.15（a）（b）所示。校核。設(shè)坐標(biāo)軸方向如圖8.15所示，用剖析法校核?；妫合蛴校合蛴校夯妫合蛴校合蛴校簝蓚€(gè)平面在向和向協(xié)力均為零，所以所得結(jié)果正確。由于展轉(zhuǎn)半徑為，所以所加的平衡質(zhì)量應(yīng)為8-9圖8.17解：先把不平衡質(zhì)量在兩平衡基面Ⅰ和Ⅱ上分解。基面Ⅰ：基面Ⅱ：則在兩個(gè)基面上的質(zhì)徑積的大小分別為：基面Ⅰ：基面Ⅱ：方向沿著各自的向徑指向外面。用作圖法求解，取，作圖8.17（a）（b）所示。由動(dòng)平衡條件得：基面Ⅰ：，量得，，方向以以下列圖?；姊颍毫康?，，方向以以下列圖。8-10解：（1）求左右支反力實(shí)質(zhì)上就是求動(dòng)平衡時(shí)在支點(diǎn)Ⅰ、Ⅱ所在平面所需要的平衡力。先把不平衡質(zhì)量在兩平衡基面Ⅰ和Ⅱ上分解。基面Ⅰ：基面Ⅱ：則在兩個(gè)基面上的質(zhì)徑積的大小分別為：基面Ⅰ：基面Ⅱ：方向沿著各自的向徑指向外面。用作圖法求解，取，作圖8.19（a）圖8.19（b）所示。由動(dòng)平衡條件得：基面Ⅰ：，量得，則支反力方向如圖8.19（a）所示，大小為?；姊颍毫康?，則支反力方向如圖8.19（b）所示，大小為（2）若是在面上加一平衡質(zhì)徑積進(jìn)行靜平衡，則按靜平衡條件求解，只要要，和三個(gè)質(zhì)徑積矢量和為零即可。方向沿著各自的向徑指向外面。用作圖法求解，取，作圖8.19（c）所示。由靜平衡條件得：。量得，方向如圖8.19（c）所示。（3）靜平衡此后，依照有三個(gè)獨(dú)愛(ài)質(zhì)量做動(dòng)平衡計(jì)算，求取基面Ⅰ和Ⅱ上的平衡力即可。同理把全部不平衡質(zhì)量在兩平衡基面Ⅰ和Ⅱ上分解，爾后求基面上的質(zhì)徑積，有：基面Ⅰ：，基面Ⅱ：，方向沿著各自的向徑指向外面。用作圖法求解，取，作圖8.19（d）（e）所示。由動(dòng)平衡條件得：基面Ⅰ：，量得，則支反力方向如圖8.19（d）所示，大小為。基面Ⅱ：量得，則支反力方向如圖8.19（e）所示，大小為（4）靜平衡后，兩個(gè)支座的支反力一個(gè)增大，一個(gè)減小。9-1答退火：將鋼加熱到必然溫度，并保溫到一準(zhǔn)時(shí)間后，隨爐遲緩冷卻的熱辦理方法。主要用來(lái)除掉內(nèi)應(yīng)力、降低硬度，便于切削。正火：將鋼加熱到必然溫度，保溫一準(zhǔn)時(shí)間后，空冷或風(fēng)冷的熱辦理方法。可除掉內(nèi)應(yīng)力，降低硬度，便于切削加工；對(duì)一般零件，也可作為最后熱辦理，提高資料的機(jī)械性能。淬火：將鋼加熱到必然溫度，保溫一準(zhǔn)時(shí)間后，浸入到淬火介質(zhì)中迅速冷卻的熱辦理方法。可提高資料的硬度和耐磨性，但存在很大的內(nèi)應(yīng)力，脆性也相應(yīng)增加。淬火后一般需回火。淬火還可提高其抗腐化性。調(diào)質(zhì)：淬火后加高溫回火的熱辦理方法?？色@取強(qiáng)度、硬度、塑性、韌性等均較好的綜協(xié)力學(xué)性能，廣泛應(yīng)用于較為重要的零件設(shè)計(jì)中。表面淬火：迅速將零件表面加熱到淬火溫度后立刻噴水冷卻，使工件表層淬火的熱辦理方法。主要用于中碳鋼或中碳合金鋼，以提高表層硬度和耐磨性，同時(shí)疲倦強(qiáng)度和沖擊韌性都有所提高。滲碳淬火：將工件放入滲碳介質(zhì)中加熱，并保溫一準(zhǔn)時(shí)間，使介質(zhì)中的碳浸透到鋼件中的熱辦理方法。適合于低碳鋼或低碳合金鋼，可提高表層硬度和耐磨性，而仍保留芯部的韌性和高塑性。9-2解見(jiàn)下表9-3解查教材表9-1，Q235的佩服極限查手冊(cè)GB706-88標(biāo)準(zhǔn)，14號(hào)熱軋工字鋼的截面面積則拉斷時(shí)所所的最小拉力為9-4解查教材表9-1，45鋼的佩服極限許用應(yīng)力把夾緊力向截面中心轉(zhuǎn)變，則有拉力和彎距截面面積抗彎截面模量則最大夾緊力應(yīng)力散布圖以以下列圖圖9.3題9-4解圖9-5解查手冊(cè)，查手冊(cè)退刀槽寬度，溝槽直徑角半徑，尾部倒角設(shè)所用螺栓為標(biāo)準(zhǔn)六角頭螺栓，對(duì)于小中心距，螺栓軸線與箱壁的最小距離。9-6解查手冊(cè)，當(dāng)圓軸時(shí)，平鍵的斷面尺寸為且軸上鍵槽尺寸槽尺寸。

，過(guò)渡圓的螺栓，最、輪轂鍵圖9.5題9-6解圖9-7解（1）取橫梁作為示力體，位于支承右側(cè)處時(shí)當(dāng)由得由得由得由得（2）橫梁彎矩圖圖9.7題9-7解圖3）橫梁上鉚釘組的載荷力矩水均分力垂直分力9-8解水均分力在每個(gè)鉚釘上產(chǎn)生的載荷垂直分力在每個(gè)鉚釘上產(chǎn)生的載荷力矩在每個(gè)鉚釘上產(chǎn)生的載荷各力在鉚釘上的方向見(jiàn)圖所示圖9.9題9-8解圖依照力的合成可知，鉚釘1的載荷最大9-9解鉚釘所受最大載荷校核剪切強(qiáng)度校核擠壓強(qiáng)度均合適。9-10解支承可用鑄鐵HT200或鑄鋼ZG270-500。其結(jié)構(gòu)立體圖見(jiàn)圖。圖9.10題9-10解圖支承的可能無(wú)效是展轉(zhuǎn)副的磨損無(wú)效，或展轉(zhuǎn)副孔所在橫截面處拉斷無(wú)效。9-11解（1）輪齒波折應(yīng)力可看作是脈動(dòng)循環(huán)變應(yīng)力。（2）大齒輪循環(huán)次數(shù)（3）對(duì)應(yīng)于循環(huán)總次數(shù)的疲倦極限能提高提高了1.24倍。9-12答由圖5-1可見(jiàn)，惰輪4的輪齒是雙側(cè)受載。當(dāng)惰輪轉(zhuǎn)一周時(shí)，輪齒任一側(cè)齒根處的波折應(yīng)力的變化規(guī)律：未進(jìn)入嚙合，應(yīng)力為零，這一側(cè)進(jìn)入嚙合時(shí)，該側(cè)齒根受拉，并漸漸達(dá)到最大拉應(yīng)力，然退后出嚙合，應(yīng)力又變成零。接著另一側(cè)進(jìn)入嚙合，該側(cè)齒根受壓，并漸漸達(dá)到最大壓應(yīng)力，當(dāng)退出嚙合時(shí)，應(yīng)力又變成零。所以，惰輪4輪齒根部的波折應(yīng)力是對(duì)稱(chēng)循環(huán)變應(yīng)力。9-13答在齒輪傳動(dòng)中，輪齒工作面上任一點(diǎn)所產(chǎn)生的接觸應(yīng)力都是由零（該點(diǎn)未進(jìn)入嚙合）增加到一最大值（該點(diǎn)嚙合），爾后又降低到零（該點(diǎn)退出嚙合），故齒面表面接觸應(yīng)力是脈動(dòng)循環(huán)變應(yīng)力。9-14解（1）若支承能夠自由搬動(dòng)時(shí)，軸的伸長(zhǎng)量（2）兩支承都固準(zhǔn)時(shí)，因軸的溫升而加在支承上的壓力9-15基孔制優(yōu)先配合為、、、、、、、、、、、、，試以基本尺寸為繪制其公差帶圖。圖9.13題9-15解圖9-16答（1）公差帶圖見(jiàn)題9-16解圖。（2）、均采用的是基軸制，主若是為了制造中減少加工孔用的刀具品種。圖9.15題9-16解圖10-1證明當(dāng)升角與當(dāng)量摩擦角切合時(shí)，螺紋副擁有自鎖性。當(dāng)時(shí)，螺紋副的效率所以擁有自鎖性的螺紋副用于螺旋傳動(dòng)時(shí)，其效率必小于50%。10-2解由教材表10-1、表10-2查得，粗牙，螺距，中徑螺紋升角，細(xì)牙，螺距，中徑螺紋升角對(duì)于同樣公稱(chēng)直徑的粗牙螺紋和細(xì)牙螺紋中，細(xì)牙螺紋的升角較小，更易實(shí)現(xiàn)自鎖。10-3解查教材表10-1得粗牙螺距中徑小徑螺紋升角一般螺紋的牙側(cè)角，螺紋間的摩擦系數(shù)當(dāng)量摩擦角擰緊力矩由公式可得預(yù)緊力拉應(yīng)力查教材表9-1得35鋼的佩服極限擰緊所產(chǎn)生的拉應(yīng)力已遠(yuǎn)遠(yuǎn)高出了資料的佩服極限，螺栓將損壞。10-4解（1）升角當(dāng)量摩擦角工作臺(tái)牢固上升時(shí)的效率：（2）牢固上升時(shí)加于螺桿上的力矩（3）螺桿的轉(zhuǎn)速螺桿的功率（4）因，該梯形螺旋副不擁有自鎖性，欲使工作臺(tái)在載荷作用低等速下降，需制動(dòng)裝置。其制動(dòng)力矩為10-5解查教材表9-1得Q235的佩服極限，查教材表10-6得，當(dāng)控制預(yù)緊力時(shí)，取安全系數(shù)由許用應(yīng)力查教材表10-1得的小徑由公式得預(yù)緊力由題圖可知，螺釘個(gè)數(shù)，取可靠性系數(shù)牽曳力10-6解此聯(lián)接是利用旋轉(zhuǎn)中間零件使兩端螺桿碰到拉伸,故螺桿碰到拉扭組合變形。查教材表9-1得，拉桿資料Q275的佩服極限，取安全系數(shù)，拉桿資料的許用應(yīng)力所需拉桿最小直徑查教材表10-1，采用螺紋（）。10-7解查教材表9-1得，螺栓35鋼的佩服極限，查教材表10-6、10-7得螺栓的許用應(yīng)力查教材表10-1得，的小徑螺栓所能承受的最大預(yù)緊力所需的螺栓預(yù)緊拉力則施加于杠桿端部作使勁的最大值10-8解在橫向工作載荷作用下，螺栓桿與孔壁之間無(wú)縫隙，螺栓桿和被聯(lián)接件接觸表面碰到擠壓；在聯(lián)接接合面處螺栓桿則受剪切。假設(shè)螺栓桿與孔壁表面上的壓力散布是平均的，且這種聯(lián)接的預(yù)緊力很小，可不考慮預(yù)緊力和螺紋摩擦力矩的影響。擠壓強(qiáng)度驗(yàn)算公式為：其中；為螺栓桿直徑。螺栓桿的剪切強(qiáng)度驗(yàn)算公式其中表示接合面數(shù)，本圖中接合面數(shù)。10-9解（1）確定螺栓的長(zhǎng)度由教材圖10-9a）得：螺栓螺紋伸出長(zhǎng)度螺栓螺紋預(yù)留長(zhǎng)度查手冊(cè)采用六角薄螺母GB6172-86，厚度為墊圈GB93-8716，厚度為則所需螺栓長(zhǎng)度查手冊(cè)中螺栓系列長(zhǎng)度，可取螺栓長(zhǎng)度螺栓所需螺紋長(zhǎng)度，取螺栓螺紋長(zhǎng)度（2）單個(gè)螺栓所受橫向載荷（3）螺栓資料的許用應(yīng)力由表9-1查得被聯(lián)接件HT250的強(qiáng)度極限查表10-6取安全系數(shù)被聯(lián)接件許用擠壓應(yīng)力查教材表9-1得螺栓35鋼的佩服極限，查表10-6得螺栓的許用剪切應(yīng)力螺栓的許用擠壓應(yīng)力（4）校核強(qiáng)度查手冊(cè)，六角頭鉸制孔用螺栓GB28-88，其光桿直徑螺栓的剪切強(qiáng)度最小接觸長(zhǎng)度：擠壓強(qiáng)度所用螺栓合適。10-10解（1）每個(gè)螺栓所贊同的預(yù)緊力查教材表9-1得45鋼的佩服極限，查教材表10-6、10-7得，當(dāng)不能夠嚴(yán)格控制預(yù)緊力時(shí)，碳素鋼取安全系數(shù)由許用應(yīng)力查教材表10-1得的小徑由公式得預(yù)緊力（2）每個(gè)螺栓所能擔(dān)當(dāng)?shù)臋M向力由題圖可知，取可靠性系數(shù)橫向力（4）螺栓所需擔(dān)當(dāng)?shù)臋M向力（5）螺栓的個(gè)數(shù)取偶數(shù)。在直徑為155的圓周上布局14個(gè)的一般螺栓，結(jié)構(gòu)地址不同樣意。10-11解（1）初選螺柱個(gè)數(shù)（2）每個(gè)螺柱的工作載荷（3）螺柱聯(lián)接有親密性要求，取節(jié)余預(yù)緊力（4）螺柱總拉力（5）確定螺柱直徑采用螺柱資料為45鋼，查表9-1得佩服極限，查教材表10-6得，當(dāng)不能夠嚴(yán)格控制預(yù)緊力時(shí)，暫時(shí)取安全系數(shù)許用應(yīng)力螺栓小徑查教材表10-1，取螺栓（），由教材表10-7可知取安全系數(shù)是合適的。6）確定螺柱散布圓直徑由題10-11圖可得取。（7）考據(jù)螺柱間距所選螺柱的個(gè)數(shù)和螺柱的直徑均合適。10-12解（1）在力作用下，托架不應(yīng)滑移，設(shè)可靠性系數(shù)，接合面數(shù)，此時(shí)每個(gè)螺栓所需的預(yù)緊力（2）在翻轉(zhuǎn)力矩作用下，此時(shí)結(jié)合面不應(yīng)出現(xiàn)縫隙。托架有繞螺栓組形心軸線O-O翻轉(zhuǎn)的趨勢(shì)，上邊兩個(gè)螺栓被拉伸，每個(gè)螺栓的軸向拉力增大了，下邊兩個(gè)螺栓被放松，每個(gè)螺栓的軸向力減小了，則有力的平衡關(guān)系，故可得為使上邊兩個(gè)螺栓處結(jié)合面間不出現(xiàn)縫隙，也即節(jié)余預(yù)緊力剛為零，則所需預(yù)緊力（3）每個(gè)螺栓所需總的預(yù)緊力（4）確定螺栓直徑采用螺栓資料為35鋼，查教材表9-1佩服極限，查教材表10-6得，當(dāng)不能夠嚴(yán)格控制預(yù)緊力時(shí)，暫時(shí)取安全系數(shù)許用應(yīng)力螺栓小徑查教材表10-1，取螺栓（），由教材表10-7可知取安全系數(shù)也是合適的。10-13解(1)計(jì)算手柄長(zhǎng)度查手冊(cè),梯形螺紋GB5796-86，公稱(chēng)直徑，初選螺距,則中徑，小徑螺紋升角當(dāng)量摩擦角所需的轉(zhuǎn)矩則,手柄的長(zhǎng)度確定螺母的高度初取螺紋圈數(shù),則螺母的高度這時(shí)處于1.2～2.5的贊同范圍內(nèi)。10-14解采用梯形螺紋。1）依照耐磨性初選參數(shù)初選查表10-8螺旋副的許用壓強(qiáng)，取查手冊(cè)，采用梯形螺紋GB5796-86，采用公稱(chēng)直徑，中徑，小徑，螺距。2）初選螺母初步計(jì)算螺母的高度則螺栓與螺母接觸的螺紋圈數(shù)，取螺母的高度系數(shù)（3）校核耐磨性螺紋的工作高度則螺紋接觸處的壓強(qiáng)合適。（4）校核螺桿的牢固性起重器的螺母端為固定端，另一端為自由端，故取，螺桿危險(xiǎn)截面的慣性半徑，螺桿的最大工作長(zhǎng)度，則螺桿的長(zhǎng)細(xì)比臨界載荷取安全系數(shù)，不會(huì)失穩(wěn)5）校核螺紋牙強(qiáng)度對(duì)于梯形螺紋對(duì)于青銅螺母，合適。10-15解（1）初選螺紋直徑查手冊(cè)，采用梯形螺紋GB5796-86，采用公稱(chēng)直徑，中徑，小徑，螺距。（2）考據(jù)其自鎖性螺紋升角當(dāng)量摩擦角，所以知足自鎖條件。（3）校核其耐磨性設(shè)螺栓與螺母參加接觸的螺紋圈數(shù)，則螺母的高度，，處于1.2～2.5的贊同范圍內(nèi)。螺紋的工作高度則螺紋接觸處的壓強(qiáng)查教材表10-8，鋼對(duì)青銅許用壓強(qiáng)，合適。（4）校核螺桿強(qiáng)度取，則所需扭矩則危險(xiǎn)截面處的強(qiáng)度對(duì)于45鋼正火，其許用應(yīng)力，故合適。（5）校核螺桿的牢固性壓力機(jī)的螺母端為固定端，另一端為鉸支端，故取，螺桿危險(xiǎn)截面的慣性半徑，螺桿的最大工作長(zhǎng)度，則螺桿的長(zhǎng)細(xì)比，不會(huì)失穩(wěn)。6）校核螺紋牙強(qiáng)度對(duì)于梯形螺紋對(duì)于青銅螺母，合適。7）確定手輪的直徑由得10-16解（1）采用A型平鍵，查教材表10-9，由軸的直徑可得平鍵的截面尺寸，；由聯(lián)軸器及平鍵長(zhǎng)度系列，取鍵的長(zhǎng)度。其標(biāo)志為：鍵GB1096-79（2）驗(yàn)算平鍵的擠壓強(qiáng)度由資料表10-10查得，鑄鐵聯(lián)軸器的許用擠壓應(yīng)力型鍵的工作長(zhǎng)度，使用平鍵擠壓強(qiáng)度不夠，鑄鐵軸殼鍵槽將被壓潰。這時(shí)可使軸與聯(lián)軸器孔之間采用過(guò)盈配合，以便擔(dān)當(dāng)一部分轉(zhuǎn)矩，但其缺點(diǎn)是裝拆不便。也可改用花鍵聯(lián)接。10-17解（1）選擇花鍵依照聯(lián)軸器孔徑，查手冊(cè)可知花鍵小徑最湊近，應(yīng)選擇矩形花鍵的規(guī)格為花鍵GB1144-87花鍵的齒數(shù)、小徑，大徑，鍵寬，鍵長(zhǎng)取，倒角.2）驗(yàn)算擠壓強(qiáng)度取載荷不平均系數(shù)齒面工作高度平均半徑查教材表10-11，在中等工作條件Ⅱ、鍵的齒面未經(jīng)熱辦理時(shí)，其許用擠壓應(yīng)力，故合適。11-1解1）由公式可知：輪齒的工作應(yīng)力不變，則則，若，該齒輪傳動(dòng)能傳達(dá)的功率11-2解由公式可知，由抗疲倦點(diǎn)蝕贊同的最大扭矩相關(guān)系：設(shè)提高后的轉(zhuǎn)矩和許用應(yīng)力分別為、當(dāng)轉(zhuǎn)速不變時(shí)，轉(zhuǎn)矩和功率可提高69%。11-3解軟齒面閉式齒輪傳動(dòng)應(yīng)分別驗(yàn)算其接觸強(qiáng)度和波折強(qiáng)度。（1）許用應(yīng)力查教材表11-1小齒輪45鋼調(diào)質(zhì)硬度：210～230HBS取220HBS；大齒輪ZG270-500正火硬度：140～170HBS，取155HBS。查教材圖11-7，查教材圖11-10,查教材表11-4取，故：（2）驗(yàn)算接觸強(qiáng)度，驗(yàn)算公式為：其中：小齒輪轉(zhuǎn)矩載荷系數(shù)查教材表11-3得齒寬中心距齒數(shù)比則：、，能知足接觸強(qiáng)度。（3）驗(yàn)算波折強(qiáng)度，驗(yàn)算公式：其中：齒形系數(shù)：查教材圖11-9得、則：知足波折強(qiáng)度。11-4解開(kāi)式齒輪傳動(dòng)的主要無(wú)效形式是磨損，目前的設(shè)計(jì)方法是按波折強(qiáng)度設(shè)計(jì)，并將許用應(yīng)力降低以填補(bǔ)磨損對(duì)齒輪的影響。（1）許用波折應(yīng)力查教材表11-1小齒輪45鋼調(diào)質(zhì)硬度：210～230HBS取220HBS；大齒輪45鋼正火硬度：170～210HBS，取190HBS。查教材圖11-10得,查教材表11-4，并將許用應(yīng)用降低30%故（2）其波折強(qiáng)度設(shè)計(jì)公式：其中：小齒輪轉(zhuǎn)矩載荷系數(shù)查教材表11-3得取齒寬系數(shù)齒數(shù)，取齒數(shù)比齒形系數(shù)查教材圖11-9得、因故將代入設(shè)計(jì)公式所以取模數(shù)中心距齒寬11-5解硬齒面閉式齒輪傳動(dòng)的主要無(wú)效形式是折斷，設(shè)計(jì)方法是按波折強(qiáng)度設(shè)計(jì)，并驗(yàn)算其齒面接觸強(qiáng)度。（1）許用波折應(yīng)力查教材表11-1，大小齒輪資料40Cr表面淬火硬度：5254HRC。查教材圖11-10得～56HRC，取。，查資料圖11-7得查教材表11-4，因齒輪傳動(dòng)是雙向工作，波折應(yīng)力為對(duì)稱(chēng)循環(huán)，應(yīng)將極限值乘70%。故（2）按波折強(qiáng)度設(shè)計(jì)，設(shè)計(jì)公式：其中：小齒輪轉(zhuǎn)矩載荷系數(shù)查教材表11-3得取齒寬系數(shù)齒數(shù)，取齒數(shù)比齒形系數(shù)應(yīng)將齒形系數(shù)較大值代入公式，而齒形系數(shù)值與齒數(shù)成反比，將小齒輪的齒形系數(shù)代入設(shè)計(jì)公式，查教材圖11-9得所以取模數(shù)（3）驗(yàn)算接觸強(qiáng)度，驗(yàn)算公式：其中：中心距齒寬，取知足接觸強(qiáng)度。11-6解斜齒圓柱齒輪的齒數(shù)與其當(dāng)量齒數(shù)之間的關(guān)系：（1）計(jì)算傳動(dòng)的角速比用齒數(shù)。（2）用成型法切制斜齒輪時(shí)用當(dāng)量齒數(shù)選盤(pán)形銑刀刀號(hào)。（3）計(jì)算斜齒輪分度圓直徑用齒數(shù)。（4）計(jì)算波折強(qiáng)度時(shí)用當(dāng)量齒數(shù)查取齒形系數(shù)。11-7解見(jiàn)題11-7解圖。從題圖中可看出，齒輪1為左旋，齒輪2為右旋。當(dāng)齒輪1為主動(dòng)時(shí)按左手定則判斷其軸向力；當(dāng)齒輪2為主動(dòng)時(shí)按右手定則判斷其軸向力。輪1為主動(dòng)輪2為主動(dòng)時(shí)圖11.2題11-7解圖11-8解見(jiàn)題11-8解圖。齒輪2為右旋，當(dāng)其為主動(dòng)時(shí)，按右手定則判斷其軸向力方向；徑向力總是指向其轉(zhuǎn)動(dòng)中心；圓向力的方向與其運(yùn)動(dòng)方向相反。圖11.3題11-8解圖11-9解（1）要使中間軸上兩齒輪的軸向力方向相反，則低速級(jí)斜齒輪3的螺旋經(jīng)方向應(yīng)與齒輪2的旋向同為左旋，斜齒輪4的旋向應(yīng)與齒輪3的旋向相反，為右旋。（2）由題圖可知：、、、、分度圓直徑軸向力要使軸向力互相抵消，則：即11-10解軟齒面閉式齒輪傳動(dòng)應(yīng)分別校核其接觸強(qiáng)度和波折強(qiáng)度。（1）許用應(yīng)力查教材表11-1小齒輪40MnB調(diào)質(zhì)硬度：240～280HBS取260HBS；大齒輪35SiMn調(diào)質(zhì)硬度：200～260HBS，取230HBS。查教材圖11-7：；查教材圖11-10：；查教材表11-4取，故：（2）驗(yàn)算接觸強(qiáng)度，其校核公式：其中：小齒輪轉(zhuǎn)矩載荷系數(shù)查教材表11-3得齒寬中心距齒數(shù)比則：知足接觸強(qiáng)度。（3）驗(yàn)算波折強(qiáng)度，校核公式：小齒輪當(dāng)量齒數(shù)大齒輪當(dāng)量齒數(shù)齒形系數(shù)查教材圖11-9得、知足波折強(qiáng)度。11-11解軟齒面閉式齒輪傳動(dòng)應(yīng)按接觸強(qiáng)度設(shè)計(jì)，爾后驗(yàn)算其波折強(qiáng)度：（1）許用應(yīng)力查教材表11-1小齒輪40MnB調(diào)質(zhì)硬度：240～280HBS取260HBS；大齒輪45鋼調(diào)質(zhì)硬度：210～230HBS，取220HBS。查教材圖11-7：；查教材圖11-10：；查教材表11-4取，故：（2）按接觸強(qiáng)度設(shè)計(jì)，其設(shè)計(jì)公式：其中：小齒輪轉(zhuǎn)矩載荷系數(shù)查教材表11-3得齒寬系數(shù)取中心距齒數(shù)比將許用應(yīng)力較小者代入設(shè)計(jì)公式則：取中心距初選螺旋角大齒輪齒數(shù)，取齒數(shù)比：模數(shù)，取螺旋角（3）驗(yàn)算其波折強(qiáng)度，校核公式：小齒輪當(dāng)量齒數(shù)大齒輪當(dāng)量齒數(shù)齒形系數(shù)查教材圖11-9得、知足波折強(qiáng)度。11-12解由題圖可知：，高速級(jí)傳動(dòng)比低速級(jí)傳動(dòng)比輸入軸的轉(zhuǎn)矩中間軸轉(zhuǎn)矩輸出軸轉(zhuǎn)矩11-13解硬齒面閉式齒輪傳動(dòng)應(yīng)按波折強(qiáng)度設(shè)計(jì)，爾后驗(yàn)算其接觸強(qiáng)度。（1）許用應(yīng)力查教材表11-1齒輪40Cr表面淬火硬度：52～56HRC取54HRC。查教材圖11-7：查教材圖11-10：查教材表11-4取，故：（2）按波折強(qiáng)度設(shè)計(jì)，其設(shè)計(jì)公式：其中：小齒輪轉(zhuǎn)矩載荷系數(shù)查教材表11-3得齒寬系數(shù)取大齒輪齒數(shù)，取齒數(shù)比：分度圓錐角小齒輪當(dāng)量齒數(shù)大齒輪當(dāng)量齒數(shù)齒形系數(shù)查教材圖11-9得、則平均模數(shù)：大端模數(shù)?。?）校核其接觸強(qiáng)度，驗(yàn)算公式：其中：分度圓直徑錐距齒寬取則：知足接觸強(qiáng)度。11-14解開(kāi)式齒輪傳動(dòng)只要驗(yàn)算其波折強(qiáng)度（1）許用波折應(yīng)力查教材表11-1小齒輪45鋼調(diào)質(zhì)硬度：210～230HBS取220HBS；大齒輪ZG310-570正火硬度：160～200HBS取190HBS。查教材圖11-10：；查教材表11-4取，故：（2）校核波折強(qiáng)度，驗(yàn)算公式：其中：小齒輪轉(zhuǎn)矩載荷系數(shù)查教材表11-3得分度圓錐角小齒輪當(dāng)量齒數(shù)大齒輪當(dāng)量齒數(shù)齒形系數(shù)查教材圖11-9得、分度圓直徑錐距齒寬系數(shù)平均模數(shù)則：知足波折強(qiáng)度。11-15解（1）圓錐齒輪2的相關(guān)參數(shù)分度圓直徑分度圓錐角平均直徑軸向力2）斜齒輪3相關(guān)參數(shù)分度圓直徑軸向力3）互相關(guān)系因得：指向大端，方向向下；斜齒輪3的軸向力方向指向上，轉(zhuǎn)（4）由題圖可知，圓錐齒輪2的軸向力動(dòng)方向與錐齒輪2同向，箭頭指向右。齒輪3又是主動(dòng)齒輪，依照左右手定則判斷，其切合右手定則，故斜齒輪3為右旋。11.6題11-16解圖11-16解見(jiàn)題11-16解圖。徑向力總是指向其轉(zhuǎn)動(dòng)中心；對(duì)于錐齒輪2圓周力與其轉(zhuǎn)動(dòng)方向同樣，對(duì)于斜齒輪與其圓周力方向相反。12-1已知的數(shù)據(jù)有：，，，，，解：從例12-1，中心距，所以能夠求得相關(guān)的幾何尺寸以下：蝸輪的分度圓直徑：蝸輪和蝸桿的齒頂高：蝸輪和蝸桿的齒根高：蝸桿齒頂圓直徑：蝸輪喉圓直徑：蝸桿齒根圓直徑：蝸輪齒根圓直徑：蝸桿軸向齒距和蝸輪端面齒距：徑向縫隙：12-2圖12.3解：（1）從圖示看，這是一個(gè)左旋蝸桿，所以用右手握桿，四指，大拇指，能夠獲取從主視圖上看，蝸輪順時(shí)針旋轉(zhuǎn)。（見(jiàn)圖12.3）（2）由題意，依照已知條件，能夠獲取蝸輪上的轉(zhuǎn)矩為蝸桿的圓周力與蝸輪的軸向力大小相等，方向相反，即：蝸桿的軸向力與蝸輪的圓周力大小相等，方向相反，即：蝸桿的徑向力與蝸輪的徑向力大小相等，方向相反，即：各力的方向如圖12-3所示。12-3圖12.4解：（1）先用箭頭法標(biāo)志出各輪的轉(zhuǎn)向，如圖12.5所示。由于錐齒輪軸向力指向大端，所以能夠判斷出蝸輪軸向力水平向右，進(jìn)而判斷出蝸桿的轉(zhuǎn)向?yàn)轫槙r(shí)針，如圖12.5所示。所以依照蝸輪和蝸桿的轉(zhuǎn)向，用手握法能夠判斷蝸桿螺旋線為右旋。（2）各輪軸軸向力方向如圖12.5所示。12-4解：（1）依照資料確定許用應(yīng)力。由于蝸桿采用，表面淬火，可估計(jì)蝸桿表面硬度。依照表12-4，（2）選擇蝸桿頭數(shù)。傳動(dòng)比，查表12-2，采用，則（3）確定蝸輪軸的轉(zhuǎn)矩取，傳動(dòng)效率（4）確定模數(shù)和蝸桿分度圓直徑按齒面接觸強(qiáng)度計(jì)算由表12-1查得，，，，。（5）確定中心距6）確定幾何尺寸蝸輪的分度圓直徑：蝸輪和蝸桿的齒頂高：蝸輪和蝸桿的齒根高：蝸桿齒頂圓直徑：蝸輪喉圓直徑：蝸桿齒根圓直徑：蝸輪齒根圓直徑：蝸桿軸向齒距和蝸輪端面齒距：徑向縫隙：（7）計(jì)算滑動(dòng)速度。切合表12-4給出的使用滑動(dòng)速度（說(shuō)明：此題答案不唯一，只若是按基本設(shè)計(jì)步驟，知足設(shè)計(jì)條件的答案，均算正確。）12-5解：一年依照300天計(jì)算，設(shè)每千瓦小時(shí)電價(jià)為元。依題意耗費(fèi)效率為，所以用于耗費(fèi)的花銷(xiāo)為：12-6解（1）重物上升，卷筒轉(zhuǎn)的圈數(shù)為：轉(zhuǎn)；由于卷筒和蝸輪相聯(lián)，也即蝸輪轉(zhuǎn)的圈數(shù)為圈；所以蝸桿轉(zhuǎn)的轉(zhuǎn)數(shù)為：轉(zhuǎn)。（2）該蝸桿傳動(dòng)的蝸桿的導(dǎo)程角為：而當(dāng)量摩擦角為比較可見(jiàn)，所以該機(jī)構(gòu)能自鎖。（3）手搖轉(zhuǎn)臂做了輸入功，等于輸出功和摩擦耗費(fèi)功二者之和。輸出功焦耳；依題意此題摩擦耗費(fèi)就是蝸輪蝸桿嚙合耗費(fèi)，所以嚙合時(shí)的傳動(dòng)效率則輸入功應(yīng)為焦耳。由于蝸桿轉(zhuǎn)了轉(zhuǎn)，所以應(yīng)有：即：可得：12.612-7解蝸輪的分度圓直徑：蝸輪和蝸桿的齒頂高：蝸輪和蝸桿的齒根高：蝸桿齒頂圓直徑：蝸輪喉圓直徑：蝸桿齒根圓直徑：蝸輪齒根圓直徑：蝸桿軸向齒距和蝸輪端面齒距：徑向縫隙：圖12.712-8解，取，，則則油溫，小于，知足使用要求。13-1解（1）（2）==2879.13mm3）不考慮帶的彈性滑動(dòng)時(shí)，（4）滑動(dòng)率時(shí)，13-2解（1）（2）=（3）==13-3解由圖可知=圖13.6題13-3解圖13-4解（1）=（2）由教材表13-2得=1400mm3）13-5解由教材表13-6得由教材表13-4得：△=0.17kW,由教材表13-3得：=1.92kW,由教材表13-2得：,由教材表13-5得：z=313-6解由教材表13-6得由圖13-15得采用A型帶由教材表13-3得選初選取==1979.03mm由教材表13-2得=2000mm由教材表13-3得：=1.92kW，由教材表13-4得：△=0.17kW由教材表13-2得：，由教材表13-5得：z=413-7解采用A型帶時(shí)，由教材表13-7得，依按例13-2可知：，=2240mm，a=757mm，i=2.3，。由教材表13-3得=2.28kW，由教材表13-4得：△=0.17kW，由教材表13-2得：z=5因此可知，采用截面小的A型帶較截面大的B型帶，單根帶的承載能力減小，所需帶的根數(shù)增加。13-8解略。13-9解由教材表13-9得p=15.875mm，滾子外徑15.875(0.54+cot=113.90mm15.875(0.54+cot=276.08mm=493.43mm13-10解（1）由圖13-33得查教材表13-11，得取由式（13-18）得≤2）由圖13-33得可能出現(xiàn)鏈板疲倦損壞3）由圖13-34查得可用滴油潤(rùn)滑。13-11解（1）鏈輪齒數(shù)假設(shè)，由教材表13-10，取，，選實(shí)質(zhì)傳動(dòng)比鏈輪節(jié)數(shù)初選中心距=取由教材表13-13查得取估計(jì)此鏈傳動(dòng)工作位于圖13-33所示曲線的左側(cè)，由教材表13-11得采用單排鏈，≤由教材圖13-33合適=960r/min時(shí)，08A鏈條能傳達(dá)的功率知足要求，節(jié)距p=12.7mm。4）實(shí)質(zhì)中心距5）驗(yàn)算鏈速由式13-19得，切合原來(lái)假設(shè)。13-12解（1）鏈速v由教材表13-9得，10A型滾子鏈，其鏈節(jié)距p=15.875mm，每米質(zhì)量q=1kg/m，極限拉伸載荷（單排）Q=21800N。速度，故應(yīng)驗(yàn)算靜強(qiáng)度。（2）緊邊拉力離心拉力由于是水平傳動(dòng)，Ky=7，則懸垂拉力緊邊拉力依照式（13-19）可得所需極限拉伸載荷所以采用10A型鏈不合適。14-1解I為傳動(dòng)軸，II、IV為轉(zhuǎn)軸，III為心軸。14-2解圓整后取d=37mm。14-3解14-4解按彎扭合成強(qiáng)度計(jì)算，即：代入數(shù)值計(jì)算得：。14-5解這兩個(gè)軸都是心軸，只承受彎矩。兩種設(shè)計(jì)的簡(jiǎn)化圖以下：圖14.5題14-5解圖圖14.6（a）中，由于是心軸，故，查相關(guān)手冊(cè)得：，則考慮到鍵槽對(duì)軸的削弱，直徑再擴(kuò)大4%。得：14.6（b）中，14-6解故。14-7解由題可知，，若不計(jì)齒輪嚙合及軸承摩擦的功率損失，則（i=Ⅰ,Ⅱ,Ⅲ）設(shè)：，則，，14-8解1.計(jì)算中間軸上的齒輪受力中間軸所受轉(zhuǎn)矩為：圖14.8題14-8解圖2.軸的空間受力情況如圖14.8（a）所示。垂直面受力簡(jiǎn)圖如圖14.8（b）所示。垂直面的彎矩圖如圖14.8（c）所示。4.水平面受力簡(jiǎn)圖如圖14.8（d）所示。水平面的彎矩圖如圖14.8（e）所示。點(diǎn)左側(cè)的彎矩為：點(diǎn)右側(cè)的彎矩為：點(diǎn)右側(cè)的彎矩為：C點(diǎn)左側(cè)的彎矩為：B點(diǎn)和C點(diǎn)處的合成最大彎矩為：6.轉(zhuǎn)矩圖如圖14.8（f）所示，其中。7．可看出，B截面為危險(xiǎn)截面，取，則危險(xiǎn)截面的當(dāng)量彎矩為：查表得：，則按彎扭合成強(qiáng)度計(jì)算軸II的直徑為：考慮鍵槽對(duì)軸的削弱，對(duì)軸直徑加粗4%后為：14-9解該題求解過(guò)程近似于題14-8。在此略。14-10解鋼的切變模量，按扭轉(zhuǎn)剛度要求計(jì)算，應(yīng)使即14-11解1.求該空心軸的內(nèi)徑空心軸的抗扭截面模量實(shí)心軸的抗扭截面模量令，即解得圓整后取。．計(jì)算減少重量的百分率實(shí)心軸質(zhì)量＝密度×體積空心軸質(zhì)量空心軸減少重量的百分率為42.12%。15-1答滑動(dòng)軸承按摩擦狀態(tài)分為兩種：液體摩擦滑動(dòng)軸承和非液體摩擦滑動(dòng)軸承。液體摩擦滑動(dòng)軸承：兩摩擦表面完滿(mǎn)被液體層分開(kāi)，摩擦性質(zhì)取決于液體分子間的粘性阻力。依照油膜形成機(jī)理的不同樣可分為液體動(dòng)壓軸承和液體靜壓軸承。非液體摩擦滑動(dòng)軸承：兩摩擦表面處于界線摩擦或混雜摩擦狀態(tài)，兩表面間有潤(rùn)滑油，但不足以將兩表面完滿(mǎn)間隔，其微觀凸峰之間仍互相搓削而產(chǎn)生磨損。15-2解（1）求滑動(dòng)軸承上的徑向載荷（2）求軸瓦寬度（3）查許用值查教材表15-1，錫青銅的，（4）驗(yàn)算壓強(qiáng)（5）驗(yàn)算值15-3解（1）查許用值查教材表15-1，鑄錫青銅ZCuSn10P1的，（2）由壓強(qiáng)確定的徑向載荷由得（3）由值確定的徑向載荷得軸承的主要承載能力由值確定，其最大徑向載荷為。15-4解（1）求壓強(qiáng)（5）求值查表15-1，可采用鑄鋁青銅ZCuAl10Fe3，15-5證明液體內(nèi)部摩擦切應(yīng)力、液體動(dòng)力粘度、和速度梯度之間有以下關(guān)系：軸頸的線速度為，半徑縫隙為，則速度梯度為磨擦阻力摩擦阻力矩將、代入上式16-1解由手冊(cè)查得6005深溝球軸承，窄寬度，特輕系列，內(nèi)徑，一般精度等級(jí)（0級(jí)）。主要承受徑向載荷，也可承受必然的軸向載荷；可用于高速傳動(dòng)。N209/P6圓柱滾子軸承，窄寬度，輕系列，內(nèi)徑，6級(jí)精度。只能承受徑向載荷，適用于支承剛度大而軸承孔又能保證嚴(yán)格對(duì)中的場(chǎng)合，其徑向尺寸輕緊湊。7207CJ角接觸球軸承，窄寬度，輕系列，內(nèi)徑，接觸角,鋼板沖壓保持架，普通精度等級(jí)。既可承受徑向載荷，又可承受軸向載荷，適用于高速無(wú)沖擊,一般成對(duì)使用，對(duì)稱(chēng)部署。30209/P5圓錐滾子軸承，窄寬度，輕系列，內(nèi)徑，5級(jí)精度。能同時(shí)承受徑向載荷和軸向載荷。適用于剛性大和軸承孔能?chē)?yán)格對(duì)中之處，成對(duì)使用，對(duì)稱(chēng)部署。16-2解室溫下工作；載荷平穩(wěn)，球軸承查教材附表1，（1）當(dāng)量動(dòng)載荷時(shí)在此載荷上，該軸承能達(dá)到或高出此壽命的概率是90%。（2）當(dāng)量動(dòng)載荷時(shí)16-3解室溫下工作；載荷平穩(wěn)，球軸承當(dāng)量動(dòng)載荷查教材附表1，可采用軸承6207（基本額定動(dòng)載荷）。16-4解（1）計(jì)算當(dāng)量動(dòng)載荷查手冊(cè)，6313的，，查教材表16-12，并插值可得，所以，當(dāng)量動(dòng)載荷（2）計(jì)算所需基本額定動(dòng)載荷查教材表16-9，室溫下工作；查教材表16-10有略微沖擊，球軸承因所需的，所以該軸承合適。16-5解選擇軸承型號(hào)查教材表16-9，工作溫度125℃時(shí)，；載荷平穩(wěn)，采用球軸承時(shí)，查教材附表1，依照和軸頸，可采用球軸承6408（基本額定動(dòng)載荷）.采用滾子軸承時(shí)，查教材附表1，依照和軸頸，可采用圓柱滾子軸承N208（基本額定動(dòng)載荷）。（2）滾子軸承的載承能力較大，并查手冊(cè)可知其徑向尺寸小。16-6解（1）按題意，外加軸向力已湊近，暫選的角接觸軸承種類(lèi)70000AC。（2）計(jì)算軸承的軸向載荷(解圖見(jiàn)16.4b)由教材表16-13查得，軸承的內(nèi)部派生軸向力，方向向左，方向向右因軸承1被壓緊軸承2被放松

，3）計(jì)算當(dāng)量動(dòng)載荷查教材表16-12，，查表16-12得，查表16-12得，（

3

）計(jì)算所需的基本額定動(dòng)載荷查教材表16-9，常溫下工作，；并取軸承1的當(dāng)量動(dòng)載荷為計(jì)算依照

；查教材表

16-10

，有中等沖擊，取

；球軸承時(shí)，查手冊(cè)，依照和軸頸，采用角接觸球軸承7308AC合適（基本額定動(dòng)載荷）。16-7依照工作要求，采用內(nèi)徑的圓柱滾子軸承。軸承的徑向載荷，軸的轉(zhuǎn)速，運(yùn)轉(zhuǎn)條件正常，預(yù)期壽命，試選擇軸承型號(hào)。解正常條件下，；；滾子軸承當(dāng)量動(dòng)載荷查手冊(cè)，依照和軸頸，采用圓柱滾子軸承N310（基本額定動(dòng)載荷）。16-8解(1)求斜齒輪上的作使勁齒輪傳達(dá)的轉(zhuǎn)矩齒輪的分度圓直徑齒輪的圓周力齒輪的徑向